宾夕法尼亚州立大学的研究人员说,一种在体内输送治疗性蛋白质的新方法是使用一种对声音敏感的载体来封装蛋白质,然后通过超声波对图像进行成像并将其引导至所需的确切位置。超声波然后破坏胶囊,使蛋白质进入细胞。

一种在体内精确输送治疗药物的新方法

宾夕法尼亚州立大学生物医学工程学助理教授斯科特·麦迪纳(Scott Medina)表示:“当您将粒子暴露于超声波中时,它会在细胞膜上开出一个持续几微秒的孔。” “我们可以利用这个暂时的开口来递送抗体,这是精密医学中有吸引力的治疗分子,否则无法进入细胞。”

他说,这些抗体是治疗癌症,传染病和类风湿关节炎的新兴疗法。

但是,要使蛋白质进入纳米粒子载体并不容易,这就是为什么其他研究人员不得不求助于复杂且通常性能不佳的方法的原因,例如将货物附着在纳米粒子的外部,导致蛋白质释放效率低和脱靶递送。

新方法面临的挑战是蛋白质不希望与颗粒内部相互作用,该颗粒是由含氟液体制成的,类似于液体聚四氟乙烯。麦地那的博士生詹娜·斯隆(Janna Sloand)想出了一个有创意的工作 -荧光面罩。这些化学掩膜具有极性和氟含量的平衡,可以使蛋白质与氟液体介质相互作用,同时保持蛋白质的折叠状态和生物活性。

“在开发这种新方法方面,我们面临很多挑战,”最近发表在ACS Nano上的论文的第一作者斯隆德说。“最困难的是弄清楚哪种化学物质可以掩盖蛋白质。那绝对是我看到它起作用的尤里卡时刻。”

在未来的工作中,研究小组将探索将其超声可编程材料用作图像引导的治疗性蛋白质和基因编辑工具的平台的用途。

在相关的治疗应用中,他们利用这项技术来提供可以改变肿瘤细胞异常信号通路的抗体,从而有效地“关闭”其恶性特征。在其他工作中,他们正在提供基因编辑工具,例如CRISPR构造,以实现在复杂的3-D组织微环境中对细胞进行超声控制的基因组工程。

重要的是,这些交付应用程序都可以使用医院中已经采用的超声技术来执行,他们希望这将使该技术能够快速转化为精密医疗保健。